NEXT Story——虚拟人(三):渲染

作者:顾煜 2019-04-12 0.6k


渲染

Siggraph这个中间节点的工作非常成功,验证了新的流程,Cubic Motion新的捕捉技术也慢慢成熟。

而另一头,我们的主要版本,也在缓缓推进。

我们先在5月前后拍摄了姜冰洁的Look Dev参考照片。所谓的Look Dev,就是指我们需要拍摄模特在各个光照方向下的照片,多角度捕捉,然后在后期Unreal渲染开发中,会尝试用引擎还原当时的光照情况,然后把数字模型放在一样的位置渲染,逐帧对比渲染图片和实际照片的区别,尽可能调到一摸一样。

这个做法可算让人大开眼界,因为游戏渲染其实没有要求如此精确,基于目测而不是精确的对比,渲染到大致差不多就行了。换一个角度看问题,的确会得出不一样的做法,游戏的画面和真实的差距太远,想不到要如此准确去评估渲染质量。而电影本就是要以假乱真,自然用最精确的方法去推动质量改善。

据说电影行业一直就是用这样去做测试,因为CG的制作过程非常长,有很多步骤,他们要不惜成本保证每一步质量都尽可能好。如果不这么做,那么经过多个步骤以后,误差就会累计和放大,结果就没有办法看了。

我手边没有一摸一样的光照下的对比照片,后面两张照片,一张是真实照片,一张是Unreal中的渲染照片,注意看头发部分,可以区分真实和Unreal渲染照片。实际Look Dev工作中,会精确找到光照一样的两张照片,来做针对性调整。当然数字环境和真实毕竟还是不一样的,不可能100%还原。从上述照片来看,我们也的确尽力做到最好了。



有了科学的方法,也不代表我们就能做出一流的效果。高端渲染,后期的改动相当微妙,我们也不具备能力分辨细微的画面差别。所以我们还需要一个CG Supervisor。

CG Supervisor是一种非常神秘的职位,这个职位的术语,在影视行业用得较多,游戏开发行业往往称之为Art Director。他们对渲染差异非常敏感,很多时候我们只能模糊感知到画面有所不同,但他们却能精确定位问题,给出修改方向建议,告知如何调整。

The computer graphics supervisor,or CG Supervisor,is a person involved in the production of computer generated imagery,be it animation or visual effects.Due to the variety of productions and duties required,most CG supervisors are specialized in one area such as art,programming,or management.Wikipedia,http://en.wikipedia.org/wiki/CG_Supervisor

来自电影行业的CG Supervisor和电影制作的TA,指导我们的渲染功能开发,指导整个项目的美术素材制作,帮助我们一步步把基础模型的品质提高,把渲染功能完善。整个Look Dev的过程,贯穿了项目的始终,直到后期,还在不停地进行修正,力图达到最好的显示效果。

扫描

如果说程序的开发,还是我们力所能及,可以参与的,那么模型的制作,就不是我们能把控的。开工数月,还没有开始扫描模型,我们很惊慌,因为模型是后面所有制作的起点。

联合团队在6月份一起去了塞尔维亚,带着模特,去了3Lateral公司扫描高精度模型。

扫描的过程,是一个照相建模的过程。我们让女演员在场地中站好,按下快门,数百台高清相机同时启动,从全方位拍下模特儿的各个角度的照片。这个图是一个简单的示意,我们当时使用的设备,会更大更复杂。


整个使用过程并不复杂,复杂的是整套设备。在十几平方的扫描房,搭建各种架子,放入数百台相机,光是固定相机和完成连线,这就是一个极其巨大的工程。电源线、相机控制线,接入多台电脑的USB HUB,然后电脑又通过网络连接到一起,用一台电脑作主控。主控电脑上发出操作指令后,多台连接相机的电脑用合适的拍摄参数,同时操作数百台相机拍摄。数百台单反相机快门同时触发,汇成一声巨大的咔嚓。然后千百兆比特的照片在网络中传输,汇总到主控电脑,做进一步的处理。

捕捉脸部模型的设备,是在几周前才开始组装的。整个系统从结构上来看并不算复杂,但由于部件比较多,所以整体容易出问题。比如有一阵子,按下快门后,有几组相机没有随着其他相机一起拍摄。

这类设备的Debug过程,和电脑装机差不多,无非就是换换零件,插拔线头,重新启动。老外们忙了半天,开始怀疑到USB Hub。我们凑过去看热闹,发现整套设备各种高大上,但其中的USB Hub设备,用了中国的某流行的低端品牌。连我家里都嫌弃的品牌,他们居然用在工业级别的设备上?

我们赶紧告知他们,这个牌子质量一般,建议全换掉。只可惜,塞尔维亚没有京东,体验不到早上下单晚上到货的服务。他们只好先从公司找了几个备用的USB Hub,换下出问题的几个Hub。但是这些Hub的问题不是不能用,而是不稳定,时好时坏。大多数时间是可用的。整个系统有上百个Hub,出问题概率就不低了,有某个Hub出问题了,就要重拍,大家在提心吊胆中进行着后续的拍摄。

几天拍摄很快过去了,我们一边帮忙,一边学习。期间采集了大量的数据,包括静态脸部数据,身体数据,牙齿数据,眼睛的特写数据和各种表情数据。姜冰洁一会摆成人字,一会摆成S字,一会瞪大眼睛,一会鼓起腮帮,做出多样的动作,满足着各种扫描需求。

完成采集数据后,Epic、Cubic Motion和我们各自回国,后续的建模工作,就全留给3Lateral了。

几周后,静态的模型逐渐交货。我们的团队也就开始了LookDev的过程。3Lateral团队继续忙着做后面的Rig系统,为面部表情做好准备。

动作捕捉

有了模型,有了渲染,还少了一个重要的环节:如何让这个虚拟人物可以动起来。

受限于技术和精度要求,动起来这个任务,被分成两部分。一部分是动作捕捉,一部分是表情捕捉。外界也有些动补技术,可以合二为一,但对于这个项目,精度和效率都不能达到需求。

动作捕捉是相对成熟一些的技术。动作捕捉已经发展了挺多年,主流的技术都有不错的表现。在AAA游戏开发中,我们制作动画数据时候也一直在接触。只是这一次,需要实时响应,稍有麻烦。我们使用了Optitrack的技术,动补的数据,需要直接在电脑上采集,然后Streaming到Unreal中,再展现到我们的Rig中。好在这一块技术上也不算太复杂,主要就是很多工程上的细节需要去做。

于是一群爷们,围着姜冰洁转,做起了动补的准备。来自动捕公司Optitrack的外国老爷爷,在每次测试前,往她身上贴各种传感器。老爷爷也许是久未见过鲜活的美女,贴几十个传感器就要花一个小时,磨磨唧唧弄半天。大家活活憋到内伤,恨不得大喊:放开那个妹子,让我来!

贴完传感器,开始捕捉各种动作,先走通了UE里面的Live过程,再开始仔细根据动作捕捉,研究身体Rig应该如何改进。在模型的关节处总有各种问题,需要一一调整,但总体来说,还容易搞定。

最难的地方,无疑是脸部表情了。

待续

继续小广告,如果声音可以回放,如果时间可以倒转,真相是否能水落石出?

见过太多的"全新玩法",这一次,**全新玩法**是真的来了。


作者:顾煜
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